《電磁場與電磁波》教學思考

周建華+劉偉春+林鐵軍+李棟華+林峰

摘 要：《電磁場與電磁波》課程的理論性強、計算公式復雜，是一門教學難度較大的專業基礎課程。隨著電子通信技術的發展，電磁場與電磁波的教學也應隨需求而變化。根據電磁場與電磁波課程的特點，對教學方式、教學內容、作業方式和考試模式提出了改進方法，提倡以幽默的方式授課，以活躍課堂氣氛，將課堂交給學生，并闡述了如何提高學生的學習興趣，從而達到了良好的教學效果。

關鍵詞：電磁場；電磁波；教學改革；教學效果

中圖分類號：O441 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.132

文章編號：2095-6835（2015）15-0132-02

《電磁場與電磁波》是一門理論性很強的專業基礎課。以庫侖定律、安培定律和法拉第電磁感應定律和2個基本假說（有旋電場和位移電流）為基礎，得出麥克斯韋方程，并討論靜態電磁場、時諧電磁場與電磁波的傳播和輻射特性。該課程是電子類和電信類課程的基礎，也是遙測的基礎，更是通信專業基礎課之一。電磁場與電磁波技術是一門非常重要的技術基礎課程，涉及領域非常廣泛，尺度從納米到千米、電壓從微伏到兆伏、功率從微瓦到億瓦、頻率從直流到光頻等。由此可見，該課程在電類專業教育體系中的重要性。由于該課程理論性很強，對數學的要求較高，一些概念抽象不容易被理解，學生會感到煩瑣、枯燥、難以理解，漸漸地對這門課程失去興趣，每節課逐漸衍變成教師的復習而不是學生的學習。因此，《電磁場與電磁波》的教學也應隨需求而產生變化，對該課程的教學進行改進迫在眉睫，從而激發學生的學習興趣，激發學生的學習動力。

1 教學方式的改進

托爾斯泰曾說過：“成功的教學所需要的不是強制，而是激發學生的興趣。”由此可見，興趣對學生學習好《電磁場與電磁波》這門課程有極大的導向作用。課堂上，教師應與學生多互動，活躍課堂氣氛，使學生對這門課充滿興趣，以充分調動學生的學習積極性，從而由被動學習變為主動學習，獲得較好的教學效果。心理學研究表明，人們在良好的情緒狀態下思路開闊、思維敏捷、解決問題迅速；在情緒低迷和郁悶時思路阻塞、動作遲鈍、無創造性。因此，教學技巧，特別是幽默技巧在課堂上的運用，將對學生產生極強的情緒感染力，在這種氛圍中學生易接受知識。德國著名的演說家海因？雷曼麥也講過，用幽默的方式說出嚴肅的真理，比直接了當地提出更能為之接受。因此，在課堂上適當的幽默是很有必要的。

雖然《電磁場與電磁波》課程的理論性很強，但在教學中通過引入故事來提高學生的興趣，可收到很好的教學效果。有國外學者研究表明，如果在講解抽象概念后舉與此概念相關的幽默例子，然后再解釋概念，學生的記憶會非常深刻。因此，當敘述公式或定理時，可先講述與這個公式或定理有關的事例，也可以列舉一些與此相關的前沿科技成果，使學生對此產生興趣。比如，1784年，庫侖提出了金屬絲的扭力定律，給出了一種新的方法測量極小力。同年，他還設計出了一種新型測力工具——扭秤。在扭秤的幫助下，發現了電學中的庫侖定律。1788

年，庫侖將同樣的結果應用到了兩個磁極之間的相互作用中，這標志著電學和磁學研究從定性研究進入了定量研究，意義重大。用短短的幾分鐘講述1個事例的課堂，遠遠比全程講述公式、推理的教學效果要好很多，甚至可以使學生有所啟發。

2 教學內容的改進

電磁場的基本理論由麥克斯韋建立，至今已有150多年，很多科學家，比如安培、比奧、歐姆和法拉弟等也作出了巨大的貢獻，才完成了麥克斯韋方程組。在這150多年中，曾采用多種方法破解這個方程組。方程組本身沒有大的改變，通過不斷探索破解方程組的新方法和新途徑，不斷發現了該方程組新的應用場合，并基于該方程組發明設計了很多產品。隨著科技的不斷進步，新的電子產品不斷出現，它們越來越需要考慮電磁干擾和兼容性等問題，因此，學生也要相應地掌握新的電磁知識和技能。要獲得這些新的知識和技能，就必須對教材內容進行改革。隨著科技的發展，可視化軟件不斷出現，使電磁場可直觀表示，這有利于學生的理解，但同樣需要對教材內容進行改革。因此，應編撰教材，有針對性地選取教學內容，從而提高學生的學習興趣和學習效率。

《電磁場與電磁波》的授課內容中，不同專業的教學要求是不一樣的，通信工程專業的側重點是電磁波的傳播；電子信息和電子科學專業的重點是電磁兼容、電磁干擾和電磁輻射等。一般而言，各高校中此課程的課時數普遍偏少，但內容很多，因此，應根據本專業自身的特點和要求選取合適的教學內容。與本專業關聯性不強的內容，可根據課時的安排，有選擇性地講解、介紹或讓學生自學。在課堂教學時，盡可能地結合生活和工作中電磁波的具體例子講解，從而加深學生的學習印象，使抽象的、看不見的、摸不著的的電磁波具體化，從而促進學習效果，提高學生對抽象理論知識的掌握程度。比如，在講授“平面電磁波的極化”、各種極化平面波的特性時，可舉例水平極化天線的應用。如果電視機的收視效果較差時，則可調整天線與地面水平的吻合情況；當垂直極化時，與收音機的收聽效果、天線是否垂直地面有關。通過實例的講述，可使學生對這些理論的理解更加深刻。

3 作業方式的改進

作業環節不容忽視，做好該環節學習可收到意想不到的效果。從認知規律上看，知識的學習要經歷新知識的獲得、知識的轉化和評價。作業的目的是進一步消化、理解課堂上所學的知識，從而達到鞏固課堂知識的目的。因此，寫作業是學習過程中不可缺少的重要環節。在布置作業方面，可一分為二：①作業題目要“少而精”。因材施教是關鍵，對于學習這門課程比較吃力的學生，可以降低題目難度。②將課堂交給學生。可提前2 d給定章節，并以2或3個學生為一組查閱資料；多人協調后選1個學生上講臺，在一堂課的前20 min講授這一章節的主要內容；講授完后，由聽課的學生或教師向講述該章節的團隊提問；最后20 min交給教師。在前面的25 min內，教師要起到引導的作用。學生上講臺講課，這本身需要學生對該章節有關知識的全面了解，同時，是對學生能力的一種鍛煉。在完成該課程的課時中，爭取使每一個學生都有上講臺的機會，并根據他們在講臺上的表現評定，以此作為評價該課程成績的依據之一。

完成論文重要的前提是學生必須閱讀大量的相關書籍。對于學習課程還有余力的學生，教師可推薦一些文章，指導他們寫論文。對于寫得好的學生，可適當加分。

4 課程考試的改進

為了評估、檢測和督促學生的學習，考察學生對知識的理解程度，必須舉行考試，考試是課程建設和教學管理的重要環節之一，也是測量和評價教學效果的主要方法和手段。但考試的方式有很多種，考試內容也有重點。對于《電磁場與電磁波》這門理論性很強的課程而言，檢驗其應用能力顯然是不切實際的。因此，檢驗學生正確理解這門課程內容和掌握課程的重點才是關鍵，而不列顛哥倫比亞理工學院對電磁場與電磁涌的考試方式值得借鑒：學生考試時可攜帶1張紙進入考場，紙上可書寫任何文字、公式或畫圖，由于只有1張紙，且只能在單面上書寫，所以，必須有效地利用這張紙，這就要求學生在平時的課堂中要認真聽講，積極、主動地學習，才能正確理解所學內容，掌握課程的重點和難點。因此，應結合實際情況，提出相應的考試方式，包括課程分數的構成和比例。學生們的科研論文和學習心得等都應納入考試方式中。

5 結束語

《電磁場與電磁波》在電子信息專業和通信工程專業中占有非常重要的地位。掌握本課程的理論知識，對電子信息和通信工程專業的學生而言非常重要。因此，組織好該課程的教學十分關鍵。在教學改進中，興趣的培養至關重要，有了興趣后才能談如何學習，才能尋求學習的方法和技巧；在教學內容上，應針對不同專業的要求精選教材內容；在教學方式上，應做到適當的幽默；在作業方式上，應做到“一分為二”；在考試模式上，應根據該課程的特點轉變方式，注重學生正確理解課程內容的方法。

參考文獻

[1]劉國慶.電磁場與電磁波課程教學研究[J].中國電力教學，2008（126）：74-75.

[2]姚華楨，李小敏.電磁場與電磁波課程的教學研究[J].中國現代教育裝備，2007（07）：52-53.

[3]張晉俊.淺談幽默技巧在教學過程中的運用[J].時代文學，2006（03）：221-222.

[4]姜秀全.借鑒國外高校考試模式實施創新課程考試改革[J].臨沂師范學院學報，2009，31（5）：44-47.

〔編輯：張思楠〕